Главная | Обратная связь

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ 0 ИОННЫХ ПРИБОРАХ

Все ионные приборы можно разделить на две большие группы: приборы с горячим и холодным катодом. К приборам с горячим катодом относятся газотроны и тиратроны с подогревным катодом. К ионным приборам с холодным катодом относятся: неоновые лампочки, газовые стабилитроны, лампы цифровой индикации, декатроны и тиратроны с холодным катодом. Счетчики ядерных излучений типа СИ также относятся к газоразрядным приборам с холодным катодом. Все приборы с холодным катодом - приборы тлеющего разряда.

Основными характеристиками этих приборов являются: напряжение зажигания , рабочее напряжение горения , максимальный ток, время деионизации .

Если между анодом и катодом подать напряжение и увеличивать его, то, как только напряжение на приборе повысится настолько, что энергия свободных электронов, которую они успевают получить в электрическом поле до соударения, станет больше энергии ионизации данного газа, происходит зажигание тлеющего разряда. После этого падение напряжения на приборе становится . Напряжение горения всегда меньше напряжения зажигания , так как после начала разряда в приборе образуется большое количество пар ионов, способствующих поддержанию тлеющего разряда.

Газоразрядные стабилитроны используют ту часть вольтамперной характеристики, где ток через стабилитрон почти не зависит от анодного напряжения (область нормального катодного падения).

Стабилитроны используются в источниках питания для создания

опорного напряжения в электронных стабилизаторах, при построении релаксационных генераторов, а также при создании генераторов шумового напряжения,т.к. стабилитроны развивают шумовое напряжение порядка 3-5 мВ.

Неоновые лампы служат для индикации постоянных и переменных напряжений. Основное их достоинство - малая потребляемая мощность.

Лампы цифровой индикации в одном баллоне наряду с анодом со­держат десять катодов, выполненных в форме арабских цифр. При подаче напряжения зажигания на одиниз катодов между ними и катодом устанавливается тлеющий разряд, форма которого повторяет форму катода, т.е. соответствующую цифру.

В трехэлектродных лампах с холодным катодом (тиратронах) между анодом и катодом помещается пусковой электрод, называемый сеткой. Все электроды помещены в миниатюрный стеклянный баллон, заполненный инертным газом при давлении порядка .

Расстояние между электродами и давление подбирается таким образом, что разряд между сеткой и катодом возникает при более низком напряжении, чем между анодом и катодом, а затем переходит на анод. При этом разряд в промежутке сетка-катод характеризуется током порядка единиц и десятков микроампер, а ток главного разряда между анодом и катодом может быть в тысячу раз больше.

Изменяя ток (напряжение ) на сетке, можно управлять анодным напряжением зажигания U тиратрона. Зависимости и называются пусковыми характеристиками. Характерной особенностью тиратронов любого типа является то, что после зажигания основного разряда сетка теряет свои управляющие свойства,т.е. изменение потенциала на сетке не влияет на анодный ток. Это объясняется тем,что поле сетки экранируется заряженными частицами плазмы на расстоянии дебаевской длины. Поэтому, чтобы прекратить разряд в тиратроне, надо выключить анодное напряжение. После выключения анодного напряжения происходит деионизация плазмы в разрядном промежутке за время 10 - 100 мкс, и управляющее действие сетки восстанавливается.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РЕЛАКСАЦИОННОГО ГЕНЕРАТОРА

НА ТИРАТРОНЕ

Принцип действия генератора состоит в следующем. При включении источника постоянного напряжения конденсатор заряжается через сопротивление R. Сопротивление тиратрона при этом очень большое. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения зажигания, тиратрон зажигается, сопро

тивление разрядного промежутка становится очень маленьким и конденсатор практически мгновенно разряжается через него до напряжения гашения . При этом тиратрон погаснет, и конденсатор снова станет заряжаться. Описанный процесс будет повторяться периодически, как показано на рис.2.

Колебания подобного вида, сильно отличающиеся по своей форме от гармонических, называются релаксационными или срывными.

Период колебаний Т, как видно из рис. 2, равен времени зарядки конденсатора C через сопротивление R от напряжения до напряжения .

Закон изменения напряжения на конденсаторе в зависимости от времени находится из уравнения Кирхгофа для цепи генератора при погашенном тиратроне: (1)

Решение уравнения дает . (2)

Записываем это выражение для момента времени t и t+T соответствующих напряжению гашения и зажигания

, .

Из этих выражений находится период колебаний Т

. (3)

У реальных генераторов период всегда несколько больше вычисленного по последней формуле. Такое расхождение объясняется тем, что при вычислении периода не были учтены предразрядные токи тиратрона. Действительно, когда напряжение конденсатора стано­вится близким к напряжению зажигания, часть тока, проходящего через сопротивление R, ответвляется через тиратрон (предразрядный ток), и зарядка конденсатора замедляется. Поэтому в расчетную формулу для периода нужно ввести коэффициент K, который определяется экспериментально

. (4)